JPH08246900A - Combustor and turbine operating method for gas or liquid fuel turbine - Google Patents
Combustor and turbine operating method for gas or liquid fuel turbineInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 汚染物質の発生量を抑制し、かつ、効率的な
冷却機構を有する燃焼器及びガス又は液体燃料タービン
を提供すること。
【解決手段】 圧縮機によって燃焼器1に供給された空
気をの少くとも50%を用いて燃料と混合させて希薄空
燃混合物を生成し、残りの空気を衝撃冷却のために利用
し、その使用済みの衝撃冷却空気を壁2に形成されたパ
ーホレーション6を通して後一次燃焼帯域17内へ半径
方向のジェットとして噴射する。
(57) [PROBLEMS] To provide a combustor and a gas or liquid fuel turbine that suppress the generation amount of pollutants and have an efficient cooling mechanism. SOLUTION: At least 50% of the air supplied to the combustor 1 by a compressor is mixed with a fuel to produce a lean air-fuel mixture, and the remaining air is utilized for shock cooling, The spent shock-cooled air is injected as a radial jet into the post-primary combustion zone 17 through the perforations 6 formed in the wall 2.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス又は液体燃料
タービンのための燃焼器及びそのようなタービンを操作
方法に関する。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to combustors for gas or liquid fuel turbines and methods of operating such turbines.
【0002】[0002]
【従来の技術】ガス又は液体燃料タービンプラントは、
通常、空気圧縮機と、燃焼器とタービンを備えている。
圧縮機は、加圧空気を燃焼器に供給し、その空気の一部
分が燃焼器の混合帯域内で燃料と混合され、その空燃混
合物(以下、単に「混合物」とも称する)が一次燃焼帯
域内で燃焼されてタービンを駆動するための燃焼ガスを
創生する。圧縮機によって供給された空気の他の一部分
は、通常、燃焼器の高熱表面を冷却するのに用いられ
る。Gas or liquid fuel turbine plants are
It is usually equipped with an air compressor, a combustor and a turbine.
The compressor supplies pressurized air to a combustor, a portion of the air is mixed with fuel in a combustor mixing zone, and the air-fuel mixture (hereinafter also simply referred to as "mixture") is in a primary combustion zone. Combustion is used to create combustion gas for driving the turbine. Another portion of the air supplied by the compressor is typically used to cool the hot surfaces of the combustor.
【0003】燃料に混合される空気の割合が、燃焼が起
る温度範囲を決定し、燃焼によって生じる汚染物質、特
にNOx及びCOの量に影響する。即ち、燃料豊富混合
物(即ち、空気の割合が比較的低い混合物)は、比較的
高い温度で燃焼し、比較的多量のNOx及びCOを発生
する。高い温度は、部品の寿命にとって有害であるか
ら、一次燃焼帯域の下流の温度を低くするために多量の
冷却空気が必要とされる。The proportion of air mixed with the fuel determines the temperature range in which combustion occurs and affects the amount of pollutants, especially NOx and CO, produced by combustion. That is, the fuel rich mixture (i.e., the mixture having a relatively low proportion of air) burns at a relatively high temperature and produces a relatively large amount of NOx and CO. Since high temperatures are detrimental to component life, large amounts of cooling air are required to keep temperatures downstream of the primary combustion zone low.
【0004】燃料に混合する空気の量を多くすると、比
較的低い温度で燃焼し、汚染物質の発生量の少ない希薄
混合物(燃料が希薄な空燃混合物)を生成するが、燃料
と混合する空気が多くなる分、適度の部品寿命を維持す
るのに要する冷却を達成するのに利用することができる
空気が少なくなる。従って、希薄混合物を燃焼させるこ
とは、その結果として減少する利用可能な冷却空気の使
用を効率的にしなければならないことを意味する。When the amount of air mixed with the fuel is increased, the fuel is burned at a relatively low temperature to produce a lean mixture (a fuel-lean air-fuel mixture) with a small amount of pollutants, but the air mixed with the fuel is mixed. The greater the amount, the less air is available to achieve the cooling required to maintain a reasonable component life. Therefore, burning a lean mixture means that the resulting use of available cooling air must be made efficient.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、使用
において汚染物質の発生量を抑制し、しかも、効率的な
冷却機構を有する燃焼器、及び、ガス又は液体燃料ター
ビンを提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a combustor which suppresses the amount of pollutants generated in use and which has an efficient cooling mechanism, and a gas or liquid fuel turbine. is there.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の一側面によれば、燃焼及び冷却のために空
気を燃焼器に供給するための圧縮機を有するガス又は液
体燃料タービンのための燃焼器であって、燃料を該燃焼
器に供給された空気の一部分と混合させる混合帯域と、
該混合帯域の下流に設けられた一次燃焼帯域と、該一次
燃焼帯域の下流に設けられた後一次燃焼帯域を含み、該
一次燃焼帯域と後一次燃焼帯域とは、共に、衝撃(衝
突)冷却によって冷却される壁の内側に形成されてお
り、該後一次燃焼帯域は、燃焼ガスの流れに対して横断
方向に複数の冷却空気ジェットを噴射するための手段を
有し、空気の前記一部分が該燃焼器に供給された空気の
少くとも50%を占めるように構成されていることを特
徴とする燃焼器が提供される。In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a gas or liquid fuel turbine having a compressor for supplying air to a combustor for combustion and cooling. A mixing zone for mixing fuel with a portion of the air supplied to the combustor;
It includes a primary combustion zone provided downstream of the mixing zone and a post-primary combustion zone provided downstream of the primary combustion zone, and the primary combustion zone and the post-primary combustion zone are both impact (collision) cooled. Is formed on the inside of a wall that is cooled by the post combustion zone having means for injecting a plurality of cooling air jets transverse to the flow of combustion gases, said portion of air being A combustor is provided that is configured to account for at least 50% of the air supplied to the combustor.
【0007】好ましい実施形態においては、前記壁は、
前記後一次燃焼帯域を囲包するように延長しており、使
用済みの衝撃冷却空気を前記冷却空気ジェットとして使
用することを可能にする複数の孔を有している。この壁
の、前記後一次燃焼帯域を画定する領域に、該後一次燃
焼帯域内へ空気を差し向けるための複数のパーホレーシ
ョン(一連の穿孔)を形成することができる。後一次燃
焼帯域内へ向けられる空気は、前記燃焼器の長手軸線に
対して半径方向に後一次燃焼帯域内へ流れるようにする
ことが好ましい。前記各孔にテーパリップ(先細唇部)
を形成することができる。In a preferred embodiment, the wall is
It has a plurality of holes that extend to surround the post-primary combustion zone and allow used shock cooling air to be used as the cooling air jet. A plurality of perforations (a series of perforations) for directing air into the post-primary combustion zone can be formed in an area of the wall that defines the post-primary combustion zone. Air directed into the post-primary combustion zone preferably flows radially into the post-primary combustion zone with respect to the longitudinal axis of the combustor. Taper lip (tapered lip) in each hole
Can be formed.
【0008】好ましい実施形態においては、前記後一次
燃焼帯域に流入する空気は少くとも700°Cとし、状
況によっては少くとも800°Cとする。前記後一次燃
焼帯域に流入する使用済みの衝撃冷却空気の前記ジェッ
トを該後一次燃焼帯域内の燃焼ガスと混合させて該後一
次燃焼帯域内に実質的に均一な半径方向の温度分布を設
定するように構成することが好ましい。In a preferred embodiment, the air flowing into the post-primary combustion zone is at least 700 ° C, and in some circumstances at least 800 ° C. The jet of spent shock-cooled air entering the post-primary combustion zone is mixed with combustion gas in the post-primary combustion zone to establish a substantially uniform radial temperature distribution in the post-primary combustion zone. It is preferable to configure so that
【0009】本発明の別の側面によれば、ガス又は液体
燃料タービンを操作する方法であって、圧縮空気を燃焼
及び冷却のために燃焼器に供給し、燃焼器に供給された
空気の一部分を燃焼器の混合帯域内で燃料と混合させ、
燃焼器に供給された空気の他の一部分を衝撃冷却によっ
て燃焼器の一次燃焼帯域の壁を冷却するのに使用し、次
いで、使用済み衝撃冷却空気を一次燃焼帯域の下流の後
一次燃焼帯域内へ燃焼ガスの流れに対して横断方向に複
数の冷却空気ジェットとして差向け、空気の前記一部分
が該燃焼器に供給された空気の少くとも50%を占める
ようにすることを特徴とする方法が提供される。According to another aspect of the invention, a method of operating a gas or liquid fuel turbine, wherein compressed air is supplied to a combustor for combustion and cooling, and a portion of the air supplied to the combustor. Mixed with fuel in the combustor mixing zone,
Another portion of the air supplied to the combustor is used to cool the walls of the combustor's primary combustion zone by impact cooling, and the spent impact cooling air is then used downstream of the primary combustion zone in the post-primary combustion zone. Directing a plurality of jets of cooling air transversely to the flow of combustion gas such that said portion of the air occupies at least 50% of the air supplied to said combustor. Provided.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下に、添付図を参照して本発明
の実施形態を説明する。一般に、燃焼器のサイズ及び形
態は、タービンの全体設計及びパワー要件によって決定
される。通常、タービンの軸線の周りに複数の燃焼器が
配置される。例として図示された燃焼器1は、長手軸線
100を有する総体的に円筒形又は「缶」型であり、タ
ービンケーシング内に開口する圧縮空気囲い体内に取り
付けられ、タービンの周りに等間隔に配置された4又は
それ以上の燃焼器のうちの1つである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In general, combustor size and morphology are determined by the overall turbine design and power requirements. Typically, multiple combustors are arranged around the axis of the turbine. The combustor 1 illustrated by way of example is a generally cylindrical or "can" type having a longitudinal axis 100, mounted in a compressed air enclosure opening into a turbine casing and evenly spaced around the turbine. One of four or more combustors that have been burned.
【0011】空気圧縮機(以下、単に「圧縮機」とも称
する)(図示せず)は、各燃焼器1の内部に露出され燃
焼ガスによって駆動される圧縮機タービンによって駆動
される。圧縮機タービンは、圧縮空気を燃焼及び冷却の
ために燃焼器へ供給する圧縮機の各段に軸連結されてい
る。An air compressor (hereinafter also simply referred to as “compressor”) (not shown) is driven by a compressor turbine which is exposed inside each combustor 1 and is driven by combustion gas. The compressor turbine is axially connected to each stage of the compressor that supplies compressed air to the combustor for combustion and cooling.
【0012】詳述すれば、各燃焼器1は、同心の内側円
筒壁2と外側円筒壁3から成る。壁2と3とは、それら
の間に環状の空間又は通路30を画定するように互いに
離隔されている。内側壁2は、図示の実施例では環状に
配列された複数の孔又はパーホレーション6を除いて
は、総体的に無孔である。各孔6には、後述するように
冷却空気をジェットの形に形成するのを助成するため
に、かつ、壁2を補剛する(剛性を高める)ためにテー
パリップ36が形成されている。More specifically, each combustor 1 comprises a concentric inner cylindrical wall 2 and an outer cylindrical wall 3. The walls 2 and 3 are separated from each other so as to define an annular space or passage 30 between them. The inner wall 2 is generally non-perforated except for a plurality of holes or perforations 6 arranged in a ring in the illustrated embodiment. Each hole 6 is formed with a tapered lip 36 to assist in forming cooling air in the form of a jet, as described below, and to stiffen (increase rigidity) the wall 2.
【0013】外側壁3は、その表面全体に環状に又はら
せん状に分布された多数のパーホレーション7,27を
有している。これらのパーホレーションは、圧縮空気
(即ち、高圧空気)の細いジェットを内側壁2に衝突さ
せることによって内側壁2に衝撃冷却を与える。図に示
されるように、パーホレーション7は(後述するよう
に)稀釈孔6の上流に配置されており、パーホレーショ
ン27は稀釈孔6の下流に配置されている。The outer wall 3 has a large number of perforations 7, 27 distributed in an annular or spiral fashion over its surface. These perforations provide impact cooling to the inner wall 2 by impinging a thin jet of compressed air (ie, high pressure air) on the inner wall 2. As shown, the perforations 7 are located upstream of the dilution holes 6 (as described below) and the perforations 27 are located downstream of the dilution holes 6.
【0014】壁2、3の左端(即ち、下流端)には、円
錐形ダクト8を介して燃料噴射組立体11が取り付けら
れている。燃料噴射組立体11は、空気流13に半径方
向速度成分と円周方向速度成分の両方を付与する多数の
ダクト10を有する空気渦流創生器12を備えている。
領域15は、ダクト10を通って流入した空気が燃料噴
射器11によって軸方向に噴射された燃料と混合する混
合帯域である。燃料噴出口自体は、特に図示されていな
いが、通常、後板に付設されたリングに設けられてい
る。混合帯域15の直ぐ下流に先一次燃焼帯域25が形
成される。両帯域15と25の間の境界は画然としてい
ないが、波状線で示されている。A fuel injection assembly 11 is attached to the left end (that is, the downstream end) of the walls 2 and 3 via a conical duct 8. The fuel injection assembly 11 comprises an air swirl generator 12 having a number of ducts 10 that impart both a radial velocity component and a circumferential velocity component to an air flow 13.
Region 15 is a mixing zone where the air flowing through duct 10 mixes with the fuel axially injected by fuel injector 11. Although not specifically shown, the fuel injection port itself is usually provided in a ring attached to the rear plate. A first primary combustion zone 25 is formed immediately downstream of the mixing zone 15. The boundary between both bands 15 and 25 is not distinct, but is shown by a wavy line.
【0015】先に述べたように、燃焼器は、その全体が
圧縮空気囲い体内に密閉されているので、空気は、燃焼
器のそれぞれの孔又はダクトを通って燃焼器内に流入
し、その孔又はダクトの位置に応じて燃焼又は冷却機能
を果たす。代表的な従来技術の衝撃冷却式燃焼器におい
ては、燃焼器に供給される全空気のうちのほぼ20%が
渦流創生器を通して搬入され、残りが冷却のために用い
られる。As mentioned above, the combustor is enclosed entirely within the compressed air enclosure such that air enters the combustor through respective holes or ducts in the combustor. Depending on the location of the holes or ducts, it performs a combustion or cooling function. In a typical prior art shock cooled combustor, approximately 20% of the total air supplied to the combustor is carried through a swirl generator and the rest is used for cooling.
【0016】これに対して本発明の構成においては、利
用し得る空気の相当に高い割合の一部分が空燃混合物を
生成するのに用いられるので、混合帯域15内に非常に
希薄な空燃混合物が生成される。本発明においては、燃
焼器に供給される空気の少くとも50%が燃料噴射器1
1からの燃料との直接混合に用いられることが企図され
ており、ある種の状況下では燃料に直接混合される空気
の量を全空気のうちの57%した場合に非常に有利な結
果が得られることが認められた。In contrast, in the arrangement according to the invention, a very high proportion of the available air is used to produce the air-fuel mixture, so that a very lean air-fuel mixture is present in the mixing zone 15. Is generated. In the present invention, at least 50% of the air supplied to the combustor is fuel injector 1
It is intended to be used for direct mixing with fuel from 1. and under certain circumstances very advantageous results can be obtained when the amount of air directly mixed with the fuel is 57% of the total air. It was confirmed to be obtained.
【0017】利用し得る空気のうちのそのような高い割
合の空気を用いて空燃混合物を生成することにより、従
来の燃焼器におけるより低い温度で燃焼が行われるの
で、汚染物質、即ちCO及びNOxの発生量を抑制する
ことができる。もちろん、初期空燃混合物のためにその
ような高い割合の空気が使用されると、燃焼器を冷却す
るのに利用することができる空気の割合がそれだけ少な
くなる。しかしながら、燃焼が低い温度で行われるの
で、そのこと自体が冷却用に使用される空気の量の減少
分を一部埋め合わせる。更に、本発明の燃焼器は、後述
するように利用可能な冷却空気の利用するのに特に効率
的な冷却機構を有する。しかも、その冷却空気は、後述
するように燃焼ガス中のCOを焼却する(焼き尽くす)
のに利用される。By producing an air-fuel mixture with such a high proportion of available air, the air-fuel mixture is burned at a lower temperature in conventional combustors and thus pollutants, CO and The amount of NOx generated can be suppressed. Of course, the higher the proportion of air used for the initial air-fuel mixture, the less proportion of air is available to cool the combustor. However, since combustion takes place at low temperatures, that in part makes up for the reduction in the amount of air used for cooling. Further, the combustor of the present invention has a cooling mechanism that is particularly efficient in utilizing available cooling air as described below. Moreover, the cooling air incinerates (burns out) CO in the combustion gas as described later.
Used to.
【0018】先一次燃焼帯域25より下流の燃焼器1の
内部は、下流から順に、混合帯域15から延長した一次
燃焼帯域16と、後一次燃焼帯域17と、ほとんど燃焼
が行われない遷移帯域18を構成する。遷移帯域18
は、燃焼器出口19に通じており、出口19は、燃焼器
1内に創出された燃焼ガスによって駆動されるタービン
への入口に連通している。Inside the combustor 1 downstream of the first primary combustion zone 25, the primary combustion zone 16 extending from the mixing zone 15, the rear primary combustion zone 17, and the transition zone 18 in which almost no combustion occurs are arranged in this order from the downstream side. Make up. Transition band 18
Communicates with a combustor outlet 19, which communicates with an inlet to a turbine driven by the combustion gases created in the combustor 1.
【0019】先に述べたように、圧縮器によって供給さ
れる空気の少くとも50%が各燃焼器1の混合帯域15
内で燃料と直接混合される。残りの空気は、以下に述べ
るように特別な流れ態様を示す。即ち、外側壁3に沿っ
てその周りを流れる空気は、矢印20によって示される
ようにパーホレーション7,27を通って内側壁3に衝
突し、それによって、燃焼器1に、より特定的にいえ
ば、内側壁2の一次燃焼帯域16及び後一次燃焼帯域1
7を囲繞する部分に衝撃冷却を施す。壁2と3の間の環
状空間30に流入した空気は、矢印21,31によって
示されるように内側壁2に沿って流れ内側壁に穿設され
た比較的大きい孔6に到達する。矢印22が示すよう
に、使用済み衝撃冷却空気は、軸線100に対して実施
例に半径方向に、即ち、一次燃焼帯域16からの燃焼ガ
スの流れに対して横断方向に一連のジェットの形で高速
度でかなりの力をもって後一次燃焼帯域17に流入し、
燃焼ガスと混合する。この空気(高速度でかなりの力を
もって吹き込まれる空気)と帯域16から帯域17へ流
れてきた燃焼ガス(燃焼生成物)との混合は、実質的に
均一な半径方向の温度分布を与える働きをし、かつ、燃
焼過程で発生した汚染物質COを減少させる、即ち、焼
却するのに十分な帯域17での滞留時間を与え、遷移帯
域18でも帯域17におけるほど長くはないが、汚染物
質COを減少させる滞留時間を与える。As mentioned above, at least 50% of the air supplied by the compressor is mixed zone 15 of each combustor 1.
Directly mixed with fuel in. The rest of the air exhibits a special flow pattern as described below. That is, the air flowing along and around the outer wall 3 impinges on the inner wall 3 through the perforations 7, 27 as indicated by the arrow 20, thereby causing the combustor 1 and more particularly the In other words, the primary combustion zone 16 of the inner wall 2 and the post-primary combustion zone 1
Impact cooling is applied to the area surrounding 7. The air flowing into the annular space 30 between the walls 2 and 3 flows along the inner wall 2 as indicated by the arrows 21, 31 and reaches a relatively large hole 6 drilled in the inner wall. As indicated by arrow 22, the spent shock-cooling air is in the form of a series of jets radially in the embodiment relative to the axis 100, i.e. transverse to the flow of combustion gases from the primary combustion zone 16. At a high velocity and with considerable force, it flows into the post-primary combustion zone 17,
Mix with combustion gases. The mixing of this air (air blown at a high speed with a considerable force) and the combustion gas (combustion products) flowing from the zone 16 to the zone 17 serves to provide a substantially uniform radial temperature distribution. And provide a residence time in zone 17 sufficient to reduce, ie incinerate, the pollutant CO produced in the combustion process, and the transition zone 18 is also not as long as in zone 17, but it does Provides a residence time that is reduced.
【0020】使用済み衝撃冷却剤(空気)の後一次燃焼
帯域17内へ噴出される部位での温度は、燃焼生成物の
急冷(即ち、過度の冷却)が起らないようにするような
温度となるように構成する必要がある。さもないと(燃
焼生成物の過度の冷却が起ると)、COがそれ以上焼却
されないからである。この温度は、700°Cより低く
ならないようにすべきであり、理想的には少くとも80
0°Cにすべきであることが判明している。使用済み衝
撃冷却空気を十分な力/ 速度及び適当な温度で後一次燃
焼帯域17内に流入させるには、壁2,3及びパーホレ
ーション6,7,27を慎重に設計することが要求され
る。The temperature at the location after the spent impact coolant (air) is jetted into the primary combustion zone 17 is such that quenching of the combustion products (ie, excessive cooling) does not occur. Must be configured to be Otherwise (if excessive cooling of the combustion products occurs), no further CO will be incinerated. This temperature should not drop below 700 ° C, ideally at least 80 ° C.
It has been found that it should be 0 ° C. Introducing spent shock-cooled air into the post-primary combustion zone 17 with sufficient force / velocity and at an appropriate temperature requires careful design of the walls 2,3 and the perforations 6,7,27. It
【0021】従って、所望の結果を得るには、即ち発生
する汚染物質の量を少なくするように制御された燃焼、
燃焼器の効果的な冷却、及び一次燃焼帯域16の下流の
燃焼生成物の均一な半径方向の温度分布を達成するに
は、外側壁3のパーホレーション7及び内側壁2の導入
孔6の数、サイズ及び位置を、燃焼器が作動される特定
の環境条件に適合し、かつ、孔6を通って流入する空気
の必要な量及び速度を確保するように選定する。Therefore, in order to obtain the desired result, ie controlled combustion to reduce the amount of pollutants produced,
In order to achieve effective cooling of the combustor and uniform radial temperature distribution of the combustion products downstream of the primary combustion zone 16, the perforations 7 on the outer wall 3 and the inlet holes 6 on the inner wall 2 are provided. The number, size and location are selected to suit the particular environmental conditions in which the combustor is operated and to ensure the required amount and velocity of air flowing through holes 6.
【0022】ここに開示した本発明の衝撃冷却は、使用
済み冷却剤を燃焼帯域の壁2の内面に沿って軸方向に噴
射させる通常の冷却構造とは基本的に異なる。遷移帯域
18を画定する壁2,3には、必要ならば、追加の冷却
手段を組み入れることができる。例えば、それらの壁は
単一の壁として示されているが、二重壁とするか、その
他の構造とすることもできる。その場合、薄膜(フィル
ム)式又は衝撃(衝突)冷却を用いることができる。The shock cooling of the invention disclosed herein is fundamentally different from the conventional cooling structure in which the spent coolant is injected axially along the inner surface of the wall 2 of the combustion zone. The walls 2 and 3 defining the transition zone 18 can incorporate additional cooling means if desired. For example, although the walls are shown as a single wall, they can be double walls or other structures. In that case, thin film or impact (impact) cooling can be used.
【図1】図1は、本発明によるガスタービンの燃焼器の
軸方向断面図である。FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a gas turbine combustor according to the present invention.
1:燃焼器 2:内側円筒壁 3:外側円筒壁 6:孔又はパーホレーション 7:孔又はパーホレーション 11:燃焼噴射器 12:空気渦流創世記 15:混合帯域 16:一次燃焼帯域 17:後一次燃焼帯域 18:遷移一次燃焼帯域 25:先燃焼帯域 27:孔又はパーホレーション 30:環状空間又は通路 36:テーパリップ 100:長手軸線 1: Combustor 2: Inner cylindrical wall 3: Outer cylindrical wall 6: Hole or perforation 7: Hole or perforation 11: Combustion injector 12: Air vortex Genesis 15: Mixing zone 16: Primary combustion zone 17: Rear primary combustion zone 18: Transition primary combustion zone 25: Pre-combustion zone 27: Hole or perforation 30: Annular space or passage 36: Tapered lip 100: Longitudinal axis
Claims (12)
給するための圧縮機を有するガス又は液体燃料タービン
のための燃焼器であって、 燃料を該燃焼器に供給された空気の一部分と混合させる
混合帯域と、該混合帯域の下流に設けられた一次燃焼帯
域と、該一次燃焼帯域の下流に設けられた後一次燃焼帯
域を含み、該一次燃焼帯域と後一次燃焼帯域とは、共
に、衝撃冷却によって冷却される壁の内側に形成されて
おり、該後一次燃焼帯域は、燃焼ガスの流れに対して横
断方向に複数の冷却空気ジェットを噴射するための手段
を有し、空気の前記一部分が前記燃焼器に供給された空
気の少くとも50%を占めるように構成されていること
を特徴とする燃焼器。1. A combustor for a gas or liquid fuel turbine having a compressor for supplying air to the combustor for combustion and cooling, wherein a portion of the air supplied with fuel to the combustor. A mixing zone to be mixed with, a primary combustion zone provided downstream of the mixing zone, and a post-primary combustion zone provided downstream of the primary combustion zone, the primary combustion zone and the post-primary combustion zone, Together, they are formed inside the wall cooled by impact cooling, the post-primary combustion zone having means for injecting a plurality of cooling air jets transverse to the flow of combustion gases, A combustor configured to occupy at least 50% of the air supplied to the combustor.
るように延長しており、使用済みの衝撃冷却空気を前記
冷却空気ジェットとして使用することを可能にする複数
の孔を有していることを特徴とする請求項1に記載の燃
焼器。2. The wall has a plurality of holes extending so as to surround the post-primary combustion zone and allow spent shock cooling air to be used as the cooling air jet. The combustor according to claim 1, wherein:
る領域に、該後一次燃焼帯域内へ空気を差し向けるため
の複数のパーホレーションがを形成されていることを特
徴とする請求項1又は2に記載の燃焼器。3. A plurality of perforations for directing air into the post-primary combustion zone are formed in an area of the wall that defines the post-primary combustion zone. The combustor according to Item 1 or 2.
は、該燃焼器の長手軸線に対して半径方向に該後一次燃
焼帯域内へ流れるようになされていることを特徴とする
請求項2又は3に記載の燃焼器。4. The air directed into the post-primary combustion zone is adapted to flow into the post-primary combustion zone in a radial direction with respect to a longitudinal axis of the combustor. Or the combustor according to item 3.
ることを特徴とする請求項2、3又は4に記載の燃焼
器。5. The combustor according to claim 2, 3 or 4, wherein a tapered lip is formed in each of the holes.
くとも700°Cとするように構成されていることを特
徴とする請求項2〜5のいずれか1つに記載の燃焼器。6. The combustor according to claim 2, wherein the air flowing into the post-primary combustion zone is configured to be at least 700 ° C.
くとも800°Cとするように構成されていることを特
徴とする請求項6に記載の燃焼器。7. The combustor according to claim 6, wherein the air flowing into the post-primary combustion zone is configured to have a temperature of at least 800 ° C.
の衝撃冷却空気の前記ジェットを該後一次燃焼帯域内の
燃焼ガスと混合させて該後一次燃焼帯域内に実質的に均
一な半径方向の温度分布を設定するように構成されてい
ることを特徴とする請求項2〜7のいずれか1つに記載
の燃焼器。8. The jet of spent shock-cooling air entering the post-primary combustion zone is mixed with combustion gases in the post-primary combustion zone to provide a substantially uniform radial direction within the post-primary combustion zone. The combustor according to any one of claims 2 to 7, wherein the combustor is configured to set the temperature distribution of.
法であって、 圧縮空気を燃焼及び冷却のために燃焼器に供給し、該燃
焼器に供給された空気の一部分を該燃焼器の混合帯域内
で燃料と混合させ、該燃焼器に供給された空気の他の一
部分を衝撃冷却によって該燃焼器の一次燃焼帯域の壁を
冷却するのに使用し、次いで、その使用済み衝撃冷却空
気を該一次燃焼帯域の下流の後一次燃焼帯域内へ燃焼ガ
スの流れに対して横断方向に複数の冷却空気ジェットと
して差向け、空気の前記一部分が該燃焼器に供給された
空気の少くとも50%を占めるようにすることを特徴と
する方法。9. A method of operating a gas or liquid fuel turbine, wherein compressed air is supplied to a combustor for combustion and cooling, and a portion of the air supplied to the combustor is mixed zone of the combustor. Mixed with fuel within, and another portion of the air supplied to the combustor is used to cool the walls of the primary combustion zone of the combustor by shock cooling, and the spent shock cooled air is then used to cool the wall. Directing downstream of the primary combustion zone into the primary combustion zone transversely to the flow of combustion gases as a plurality of cooling air jets, said portion of air directing at least 50% of the air supplied to the combustor. A method characterized by occupying.
少くとも700°Cとすることを特徴とする請求項9に
記載の方法。10. The method of claim 9 wherein the air entering the post-primary combustion zone is at least 700 ° C.
少くとも800°Cとすることを特徴とする請求項10
に記載の方法。11. The air flowing into the post-primary combustion zone is at least 800 ° C.
The method described in.
みの衝撃冷却空気の前記ジェットを該後一次燃焼帯域内
の燃焼ガスと混合させて該後一次燃焼帯域内に実質的に
均一な半径方向の温度分布を設定することを特徴とする
請求項9〜11のいずれか1つに記載の方法。12. The jet of spent shock cooling air flowing into the post-primary combustion zone is mixed with combustion gases in the post-primary combustion zone to provide a substantially uniform radial direction in the post-primary combustion zone. 12. The method according to claim 9, wherein the temperature distribution is set.
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